#家家新闻# 日前，佛吉亚官方发布了2022年上半年财报，其营业利润率达到销售额3.7%，亚洲地区销售业绩增长14.1%，中国市场增长14.6%。
官方表示，新的FORVIA佛瑞亚集团自2月1日起正式合并海拉，成功实现了净内生性销售业绩+960bps，确保了营业利润率和正的净现金流。
上半年佛吉亚取得了150亿欧元的新订单，其中包括电气化和自动驾驶技术（如高压DC/DC转换器、X-by-wire解决方案和前面板视觉系统）的首批主要订单。佛吉亚继续成为更个性化和生态设计座舱的合作伙伴，凭借以轻量化、节能、低碳部件和可持续材料为特色的内饰、座椅、显示及照明解决方案获得了重要的合同。
自1月底完成对海拉公司的收购后，集团加快了佛吉亚和海拉公司合并的步伐。为了实现这一重大收购的再融资（该任务目前已基本完成），佛吉亚集团按计划增资7.05亿欧元。这一增资行动使该集团能够改善财务结构，并有助于实现集团快速去杠杆的优先目标。正在进行的于2023年底前剥离10亿欧元非战略资产的项目也将对此作出贡献。
官方表示，新的FORVIA佛瑞亚集团自2月1日起正式合并海拉，成功实现了净内生性销售业绩+960bps，确保了营业利润率和正的净现金流。
上半年佛吉亚取得了150亿欧元的新订单，其中包括电气化和自动驾驶技术（如高压DC/DC转换器、X-by-wire解决方案和前面板视觉系统）的首批主要订单。佛吉亚继续成为更个性化和生态设计座舱的合作伙伴，凭借以轻量化、节能、低碳部件和可持续材料为特色的内饰、座椅、显示及照明解决方案获得了重要的合同。
自1月底完成对海拉公司的收购后，集团加快了佛吉亚和海拉公司合并的步伐。为了实现这一重大收购的再融资（该任务目前已基本完成），佛吉亚集团按计划增资7.05亿欧元。这一增资行动使该集团能够改善财务结构，并有助于实现集团快速去杠杆的优先目标。正在进行的于2023年底前剥离10亿欧元非战略资产的项目也将对此作出贡献。
抚州日报头版头条聚焦资溪：“白羽”孵出百亿梦
本地新闻
来源：纯净资溪
在资溪，一只白羽鸡“孵化”出了一条数十亿元的产业链。
这只会生“金蛋”的白羽鸡，来自江西圣农食品有限公司。2012年，圣农从一个食品加工厂发端，先后在资溪投资30余亿元，构建了集孵化育种、肉类食品加工、饲料加工、产品销售、冷链物流为一体的全产业链。近年来，在我市以工业化思维做大做强特色农业的战略驱动下，白羽鸡更是随之起舞、扩能增产。2020年，该公司实现主营业务收入11.16亿元，2021年将这个数字扩大到18亿元，2022年预计突破40亿元。
三年的量级跨越，背后是剑指百亿的壮志。
落户“三要”
资溪肉类综合加工是我市重点培育的农业四大百亿产业之一。作为其中的航母级企业，江西圣农在资溪的产业链延伸，对资溪肉类综合加工产业实现百亿产业目标至关重要。
江西圣农食品有限公司，是资溪肉类综合加工产业百亿梦开始的地方。
圣农在资溪落户源于乡情。圣农集团董事长傅光明，祖籍资溪县鹤城镇大觉山村上傅村小组，父辈起移居福建，少时他也曾在资溪成长。其父离世前叮嘱他要回报家乡。那些年，抚州、资溪也多次向他发出回乡投资的热情邀请。
2012年，圣农上市三年，在业界取得了一定成绩的傅光明觉得除了为老家修路之外，回报乡梓的道路还可以更宽广。当年4月，圣农与资溪县签约，投资2亿元创办江西圣农食品有限公司，建设年加工3.6万吨的肉制品深加工生产线，专业生产并销售各种肉类深加工产品，主要产品为以白羽肉鸡为原料的加工食品。
签约之时，傅光明就认定在老家办企业要遵循三条准则：要爱护好生态环境、要有生命力、要创造税收。
目前，扩能增产后年产能达4.8万吨的江西圣农食品有限公司，是全国同行业现代化程度较高的冷冻肉制品生产加工企业，也是多家国际连锁餐饮企业的长期战略合作伙伴，屡获农业产业化省级龙头企业、省智能制造试点示范企业等殊荣。
除了“江西圣农”，圣农还在资溪发展出“江西圣泽”“恒冰物流”等五大体系十二个子项目的庞大体量，2021年上缴利税约1.5亿元。
▲江西圣泽家禽育种有限公司祖代产蛋场
“芯”的起点
圣农在资溪蓬勃发展的十年，也是圣农集团迅速壮大的十年。种业是农业之“芯”，这十年间，圣农着力在育种领域突围，解决了“卡脖子”难题，研发出国内第一个拥有完全自主知识产权的白羽肉鸡配套系——“圣泽901”。
今年6月，圣农在资溪举办了“圣泽901父母代种鸡雏—状元白”首发仪式，9.6万套父母代种鸡雏由此启运奔赴全国各地。这是国内首批国产父母代种鸡雏批量供应市场，标志着圣农从育种研发转入进军下游市场的新阶段。
位于资溪县乌石镇横山村的江西圣泽家禽育种有限公司，就是此次圣农进军下游市场的“芯”起点。
2020年底，圣农投资超5亿元，启动资溪祖代种鸡场建设，新建9个祖代种鸡场、1个祖代孵化场，占地面积400多亩。这是圣农在资溪投资的又一重大项目，也是圣农旗下最大的祖代种鸡场。资溪当地高效对接，仅仅19天就为企业拿到了林地用地批复。村民在征地拆迁等环节也高度配合，为项目快速建成投产创造了有利条件。
村民的支持，很快获得了回报。鸡场投产后新增两百多个就业岗位。家住乌石镇茂林村的脱贫户陆盛平夫妻二人，在育雏育成二场上班，每人每月工资有4000元。在家门口拿到这样的收入，两口子非常满意。
绿林中的祖代种鸡场，运行着最先进的设备。产蛋、孵化、育雏育成等养殖繁殖全过程，都可以通过电脑远程监控。据江西圣泽家禽育种有限公司祖代生产部经理王亮介绍，目前，资溪的祖代种鸡场年引种并饲养1日龄“圣泽901”祖代种鸡18万套，可年产“圣泽901”1日龄父母代种鸡750万套。
从这里产出的1日龄父母代种鸡通过自有物流，耗时一个多小时运输到达福建省南平市光泽县，再经过饲养、繁育、分类、饲养等流程，最后回到“祖籍”资溪，在江西圣农食品有限公司完成一只食用肉鸡的价值实现。
十年“链”成
圣农在资溪投建的项目，其中绝大部分为近两年密集签订，在时间节点上，紧扣我市大力实施农业“百亿产业、十亿企业”龙头引领工程，重点加快绿色食品加工产业的发展步伐。
圣农对资溪的垂青，除了乡情关切，还与我市围绕白羽肉鸡，着力强龙头优服务等密切相关。近年来，我市农业部门以培育壮大龙头企业为重点，加大政策扶持力度，全方位开展优质服务。据不完全统计，2020年以来，全市累计向上争取支持资溪肉类综合加工产业发展项目资金1300万元。
投桃报李。资溪对圣农这位“乡亲”同样呵护有加。资溪县司法局工作人员傅国平是当地派驻圣农的联络员。他笑言资溪对圣农实行的是“妈妈式”服务。和“保姆式”服务不同，“妈妈式”服务更多体现了对企业的主动关注，助其成长。
2020年冬春之交，新冠肺炎疫情突如其来，圣农集团遇到了成立38年来前所未有的困境，面临着诸如道路不通、员工无法返岗、缺少辅材、下游客户停产、缺少冷库和医疗物资等难题。资溪十分关心江西圣农的疫情防控和恢复生产，针对遇到的难题采取“一事一议”，进行点对点协调，在全县防控物资极其紧张的情况下，为助企业及时复工复产，资溪把为数不多的测温仪送到企业。针对原材料运输、工人返厂等难题，资溪特事特办加快“过关”放行速度，助力圣农渡过难关。
壮链补链势必会带来企业产值的不断攀升。2021年，冷链物流、产品销售和祖代种鸡场等项目的相继投产，直接将圣农在资溪的主营业务收入拉升近7亿元。2021年投入建设的江西圣农食品有限公司第二食品加工厂，占地150亩，将以牛羊肉为主要原料，预计年产能5万吨，项目完成后，仅江西圣农就会成为产能突破10万吨、产值超30亿元的深加工食品生产基地。
如今，圣农在资溪的产业链是该集团全产业链完善程度最高的一个，资溪在要素保障、市场需求、项目建设、惠企服务等方面，也全力以赴为圣农的发展添柴蓄力。资溪与圣农合作共赢，十年磨“链”，百亿可期。
来源：抚州发布
本地新闻
来源：纯净资溪
在资溪，一只白羽鸡“孵化”出了一条数十亿元的产业链。
这只会生“金蛋”的白羽鸡，来自江西圣农食品有限公司。2012年，圣农从一个食品加工厂发端，先后在资溪投资30余亿元，构建了集孵化育种、肉类食品加工、饲料加工、产品销售、冷链物流为一体的全产业链。近年来，在我市以工业化思维做大做强特色农业的战略驱动下，白羽鸡更是随之起舞、扩能增产。2020年，该公司实现主营业务收入11.16亿元，2021年将这个数字扩大到18亿元，2022年预计突破40亿元。
三年的量级跨越，背后是剑指百亿的壮志。
落户“三要”
资溪肉类综合加工是我市重点培育的农业四大百亿产业之一。作为其中的航母级企业，江西圣农在资溪的产业链延伸，对资溪肉类综合加工产业实现百亿产业目标至关重要。
江西圣农食品有限公司，是资溪肉类综合加工产业百亿梦开始的地方。
圣农在资溪落户源于乡情。圣农集团董事长傅光明，祖籍资溪县鹤城镇大觉山村上傅村小组，父辈起移居福建，少时他也曾在资溪成长。其父离世前叮嘱他要回报家乡。那些年，抚州、资溪也多次向他发出回乡投资的热情邀请。
2012年，圣农上市三年，在业界取得了一定成绩的傅光明觉得除了为老家修路之外，回报乡梓的道路还可以更宽广。当年4月，圣农与资溪县签约，投资2亿元创办江西圣农食品有限公司，建设年加工3.6万吨的肉制品深加工生产线，专业生产并销售各种肉类深加工产品，主要产品为以白羽肉鸡为原料的加工食品。
签约之时，傅光明就认定在老家办企业要遵循三条准则：要爱护好生态环境、要有生命力、要创造税收。
目前，扩能增产后年产能达4.8万吨的江西圣农食品有限公司，是全国同行业现代化程度较高的冷冻肉制品生产加工企业，也是多家国际连锁餐饮企业的长期战略合作伙伴，屡获农业产业化省级龙头企业、省智能制造试点示范企业等殊荣。
除了“江西圣农”，圣农还在资溪发展出“江西圣泽”“恒冰物流”等五大体系十二个子项目的庞大体量，2021年上缴利税约1.5亿元。
▲江西圣泽家禽育种有限公司祖代产蛋场
“芯”的起点
圣农在资溪蓬勃发展的十年，也是圣农集团迅速壮大的十年。种业是农业之“芯”，这十年间，圣农着力在育种领域突围，解决了“卡脖子”难题，研发出国内第一个拥有完全自主知识产权的白羽肉鸡配套系——“圣泽901”。
今年6月，圣农在资溪举办了“圣泽901父母代种鸡雏—状元白”首发仪式，9.6万套父母代种鸡雏由此启运奔赴全国各地。这是国内首批国产父母代种鸡雏批量供应市场，标志着圣农从育种研发转入进军下游市场的新阶段。
位于资溪县乌石镇横山村的江西圣泽家禽育种有限公司，就是此次圣农进军下游市场的“芯”起点。
2020年底，圣农投资超5亿元，启动资溪祖代种鸡场建设，新建9个祖代种鸡场、1个祖代孵化场，占地面积400多亩。这是圣农在资溪投资的又一重大项目，也是圣农旗下最大的祖代种鸡场。资溪当地高效对接，仅仅19天就为企业拿到了林地用地批复。村民在征地拆迁等环节也高度配合，为项目快速建成投产创造了有利条件。
村民的支持，很快获得了回报。鸡场投产后新增两百多个就业岗位。家住乌石镇茂林村的脱贫户陆盛平夫妻二人，在育雏育成二场上班，每人每月工资有4000元。在家门口拿到这样的收入，两口子非常满意。
绿林中的祖代种鸡场，运行着最先进的设备。产蛋、孵化、育雏育成等养殖繁殖全过程，都可以通过电脑远程监控。据江西圣泽家禽育种有限公司祖代生产部经理王亮介绍，目前，资溪的祖代种鸡场年引种并饲养1日龄“圣泽901”祖代种鸡18万套，可年产“圣泽901”1日龄父母代种鸡750万套。
从这里产出的1日龄父母代种鸡通过自有物流，耗时一个多小时运输到达福建省南平市光泽县，再经过饲养、繁育、分类、饲养等流程，最后回到“祖籍”资溪，在江西圣农食品有限公司完成一只食用肉鸡的价值实现。
十年“链”成
圣农在资溪投建的项目，其中绝大部分为近两年密集签订，在时间节点上，紧扣我市大力实施农业“百亿产业、十亿企业”龙头引领工程，重点加快绿色食品加工产业的发展步伐。
圣农对资溪的垂青，除了乡情关切，还与我市围绕白羽肉鸡，着力强龙头优服务等密切相关。近年来，我市农业部门以培育壮大龙头企业为重点，加大政策扶持力度，全方位开展优质服务。据不完全统计，2020年以来，全市累计向上争取支持资溪肉类综合加工产业发展项目资金1300万元。
投桃报李。资溪对圣农这位“乡亲”同样呵护有加。资溪县司法局工作人员傅国平是当地派驻圣农的联络员。他笑言资溪对圣农实行的是“妈妈式”服务。和“保姆式”服务不同，“妈妈式”服务更多体现了对企业的主动关注，助其成长。
2020年冬春之交，新冠肺炎疫情突如其来，圣农集团遇到了成立38年来前所未有的困境，面临着诸如道路不通、员工无法返岗、缺少辅材、下游客户停产、缺少冷库和医疗物资等难题。资溪十分关心江西圣农的疫情防控和恢复生产，针对遇到的难题采取“一事一议”，进行点对点协调，在全县防控物资极其紧张的情况下，为助企业及时复工复产，资溪把为数不多的测温仪送到企业。针对原材料运输、工人返厂等难题，资溪特事特办加快“过关”放行速度，助力圣农渡过难关。
壮链补链势必会带来企业产值的不断攀升。2021年，冷链物流、产品销售和祖代种鸡场等项目的相继投产，直接将圣农在资溪的主营业务收入拉升近7亿元。2021年投入建设的江西圣农食品有限公司第二食品加工厂，占地150亩，将以牛羊肉为主要原料，预计年产能5万吨，项目完成后，仅江西圣农就会成为产能突破10万吨、产值超30亿元的深加工食品生产基地。
如今，圣农在资溪的产业链是该集团全产业链完善程度最高的一个，资溪在要素保障、市场需求、项目建设、惠企服务等方面，也全力以赴为圣农的发展添柴蓄力。资溪与圣农合作共赢，十年磨“链”，百亿可期。
来源：抚州发布
#元器件那些事#
车辆电气化是交通运输行业实现减排的途径
本文概述了重型车辆电动化方面的电力电子技术详情，通过研究由能源生成、存储、运输和消耗构成的价值链，可帮助减低交通运输领域的碳排放，如图1所示。
【导读】本文概述了重型车辆电动化方面的电力电子技术详情，通过研究由能源生成、存储、运输和消耗构成的价值链，可帮助减低交通运输领域的碳排放，如图1所示。
53.jpg
图1：基于清洁的可再生能源的
电动化交通运输
1. 简介
卡车、公交车和工程车辆亦称为重型车辆，据估算这些车辆的碳排放占据了交通运输领域排放量的25%，在欧洲总体温室气体排放量中占据了6%。
由于线上业务活动蓬勃发展，可以观察到跨越各大洲的长途交通运输业务出现相应的大幅增长，以及城市内的物品配送运营活动不断增加，这种状况并不限于欧盟地区。根据美国交通局公布数据[2]，在美国卡车车辆每年行驶里程大约为2960亿公里，燃烧了1130亿升汽油，进而产生多达2.94亿公吨的二氧化碳量。
在法规和更严格的排放要求推动下，车队运营商越来越多地转向使用零排放车辆。业界认为在全球范围所有主要城市中，提升公共交通以减少私家车数量是减低大都市碳排放的另一个重要考虑。在这个方面，使用零排放车辆运营是目标选择，最好与绿色的可再生能源相结合。
超过 3.5 吨级重型车辆的电动化是一项涉及多学科的艰巨任务，也是功率半导体产品面临的特殊挑战。与设计运行时间约为 8000 小时的典型客用车相比，卡车或公交车的使用寿命则要长得多(包括使用寿命和正常运行时间)。通用目标要求是一年 360 天、每天8 到 10 小时运行时间。预计这些车辆每天行驶多达 400 公里，在 15 年使用寿命期间总计行驶里程超过 200 万公里。在这方面，城市交通中使用的公交车同样面临挑战，因为它们单日需要行驶 200-300公里。而且，这些公交车辆固有的启停模式(start-stop-mode)带来了更多的难题。
全电动重型车辆包含了众多子系统，这些子系统需要使用非常可靠的解决方案。图 2 以电力电子器件为重点进行了深入的剖析。
54.jpg
图2：“重型车辆”应用概述
经过十年来的电池技术发展，车辆电池成为了一个可行的解决方案，甚至对于电动重型车辆亦然。在过去十年中，每度电的价格已经下降了大约88%[3]。由于业界开发新的材料和生产工艺，以及制造能力不断增加，预计电价还将会进一步下降。同时，电池的能量密度持续增加，媒体不断报道有关技术突破的新闻。
电池可支持的充电循环次数是决定性参数，这代表着电池的使用寿命，因而非常重要。先前的凝胶式铅酸电池技术可提供几百次充电循环，而现代的锂电子电池则可以达到几千次充电循环。全球范围的电池制造商都在努力实现进一步的改善，并且已经公布了可实现超过10,000次循环和高达1 kWh/kg能量密度技术[4]。
所有这些因素使得车辆电池方案变得越来越有吸引力，甚至对于长距离车辆运营亦如此。接下来的挑战是在合理时间内为车辆充电，而所谓的合理与否，很大程度上取决于车辆的使用情况。
对于作为当地载客工具的客运公交车，最常见的选择是在轮班或夜间的休息时间停靠在车站里充电。在这种情形下，合理时间是指公交车闲置在停靠站中的几个小时。另一个选择则是在专门的充电站点进行充电。由于只有几分钟的时间，需要更高的充电功率才能向电池注入足够的能量。由于可在几个站点进行充电，可以考虑与在停靠站充电的方式相结合。
对于用于物流运营的卡车，就无法容忍花费几个小时充电的暂停作业。在这种情况下，必须在休息时间进行充电，而休息时间是驾驶员必须遵守的法律规定。未来没有驾驶员的自动驾驶卡车，甚至不需要休息。最理想的选择是在技术上实现最短时间充电。
因此，需要将支持这类车辆运营的基础设施视为价值链的一部分。
2. 电动化交通运输价值链
从可再生能源系统的发电到电解、传动系统、充电器和较小的车载应用，在交通运输价值链上可以找到功率范围从几瓦到几兆瓦的设计。
图3是相互连接部件的示意图。
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图3：用于从发电到电能消耗各阶段的
Littelfuse功率半导体产品
所有这些应用均需要使用高效和可靠的电子子系统。在这个严苛的环境中，控制、保护、传感器和电力电子器件无所不在，以安全高效地处理能量传输。如图所示，Littelfuse产品可以用于使用可靠的元器件来构建、运营和维护电动化交通运输环境。
3. 能量存储
对于为移动应用设备供电，现有三种主要的储存电能方法，每种方法各有其优缺点。
1. 在电场中使用电容器直接能量储存。电容器能够以非常高的速率进行充电和放电，从而提供极高的功率密度。除此之外，电容器不会像电池那样受到充电的影响，可以轻松实现数百万次充电循环。根据公式EC=1/2 C·U2，储存能量由电容器的容量和允许电压而定义。在技术方面，高电压的电容器只有低电容量，反之亦然。由于电容器以kWh/dm³为单位测量的能量密度低于电池，因而可以结合电容器与电池以提供高峰值功率，而电池充当主要的储能装置。
2. 在化学方面，能量储存在电池中。对于给定的电池化学，充放电能力受到化学过程的限制。现代的锂离子电池每公斤可以储存多达0.2到0.3kWh电能，这在目前的大多数应用中受到欢迎。在循环稳定性方面，目前采用的化学物质可以实现几千次充放电循环。
3. 从化学过程中获取作为能量载体的氢气，并在第二步中进行纯化。通过电解将水分离成氧气和氢气，提供了使用可再生能源来支持过程的方法。在所谓的燃料电池中，氢气和氧气会依次反应并产生电能。今天大多数可用的氢气是使用蒸汽重组器从石油和天然气中提取出来的。
4. 车辆与传动系统
如图4框图所示，重型车辆的传动系统在技术上与电动客用车的并没有太大的区别。
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图4：电池电动车辆的简化框图
重型车辆与客用车相比具有两项主要的区别。重型车辆的连续功率输出水平超过了客用车，在使用寿命方面也是同样。通常情况下，如果客用车的使用寿命是6000至8000个工作小时，那么卡车和公交车的使用寿命应该是它们的10倍之多。
尽管如此，商用车使用的电机大多数为永磁同步电机，由二级逆变器控制，如图5所示。
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图5：电动车辆传动系统的典型动力部分
图6所示是将氢气和氧气转化为水、热能和电能的燃料电池作为电源的扩展框图。大储槽中装有氢气，仍然需要电池在加速期间提供峰值功率，并在恢复期间储存能量。
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图6： 使用燃料电池的电动
车辆传动系统框图
除此之外，在构成燃料电池和电池之间接口的DC-DC转换器中，还需要更多的电子电力器件。
燃料电池传动系统固有的重要部件是压缩机，压缩机驱动强烈的气流进入燃料电池中，这些空气中含有平衡氢气和氧气所需要的氧气。
通过仔细研究燃料电池，可以了解到压缩机方面的挑战。图7是使用氢气进行能源转换所使用部件示意图。
1656677491769338.png
图7：燃料电池能量转换系统
根据燃料电池内需要的气体平衡，可以估算实现150 kW连续运作所需的气流：
● 1 kg H2 和8 kg O2生成大约20 kWh电能
● 每小时需要7.5 kg H2 + 60 kg O2
● 1 m²空气重量为1.2 kg，含有0.24 kg氧气
由此可见，每小时必须向燃料电池提供250 m³大气空气。由于燃料电池的负载可能变化得非常快，压缩机需要具备快速启动能力，这往往需要在几分之一秒内从零加速到100%速度。由于这些要求，驱动压缩机之逆变器的额定功率通常为20-40 kW。
如要真正将基于燃料电池的车辆作为一项绿色技术，就必须使用可再生能源来制造氢气。从石油或天然气中提取氢气是一个技术选项，但这种所谓的“黑氢”(black hydrogen)会出现副产品，也就是导致大量二氧化碳产生。
目前，业界正在考虑将风能和太阳能等可再生能源的电力与电解运作相结合，从而将水分离成氢气和氧气。特别地，如果用于消耗多余的电力，这种做法是支持电网稳定性以及生成氢气作为副产品的很好选项。世界各国纷纷制订计划，要将氢气作为减少温室气体排放的基石技术。
电解是直流电流驱动的应用。单个电解槽的正向电压低于2V，但在工业制氢中可能需要数千安培电流量。图8中的B12C拓朴结构是最普遍的兆瓦（MW）级整流方案。
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图8：带有B12C的整流器拓朴结构，也称为B6C-2P
十二脉冲B12C拓朴结构，也可以视为两个B6C结构的并联，称为B6C-2P。即使没有平滑和滤波，也可以在直流侧实现非常低的电压波纹。单级AC-DC能量转换也可以实现出色的效率。
使用的相关电子电力器件是采用压接封装的晶闸管或 IGBT器件，通常安装在所谓的器件堆栈中。IGBT的额定电流高达4500 A，晶闸管甚至超过8000 A。这些器件可以轻易满足高电流要求。此外，压接封装的短路故障(short-on-fail)特性带来了更好的可靠性和系统可用性。
“找元器件现货上 唯样商城”
车辆电气化是交通运输行业实现减排的途径
本文概述了重型车辆电动化方面的电力电子技术详情，通过研究由能源生成、存储、运输和消耗构成的价值链，可帮助减低交通运输领域的碳排放，如图1所示。
【导读】本文概述了重型车辆电动化方面的电力电子技术详情，通过研究由能源生成、存储、运输和消耗构成的价值链，可帮助减低交通运输领域的碳排放，如图1所示。
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图1：基于清洁的可再生能源的
电动化交通运输
1. 简介
卡车、公交车和工程车辆亦称为重型车辆，据估算这些车辆的碳排放占据了交通运输领域排放量的25%，在欧洲总体温室气体排放量中占据了6%。
由于线上业务活动蓬勃发展，可以观察到跨越各大洲的长途交通运输业务出现相应的大幅增长，以及城市内的物品配送运营活动不断增加，这种状况并不限于欧盟地区。根据美国交通局公布数据[2]，在美国卡车车辆每年行驶里程大约为2960亿公里，燃烧了1130亿升汽油，进而产生多达2.94亿公吨的二氧化碳量。
在法规和更严格的排放要求推动下，车队运营商越来越多地转向使用零排放车辆。业界认为在全球范围所有主要城市中，提升公共交通以减少私家车数量是减低大都市碳排放的另一个重要考虑。在这个方面，使用零排放车辆运营是目标选择，最好与绿色的可再生能源相结合。
超过 3.5 吨级重型车辆的电动化是一项涉及多学科的艰巨任务，也是功率半导体产品面临的特殊挑战。与设计运行时间约为 8000 小时的典型客用车相比，卡车或公交车的使用寿命则要长得多(包括使用寿命和正常运行时间)。通用目标要求是一年 360 天、每天8 到 10 小时运行时间。预计这些车辆每天行驶多达 400 公里，在 15 年使用寿命期间总计行驶里程超过 200 万公里。在这方面，城市交通中使用的公交车同样面临挑战，因为它们单日需要行驶 200-300公里。而且，这些公交车辆固有的启停模式(start-stop-mode)带来了更多的难题。
全电动重型车辆包含了众多子系统，这些子系统需要使用非常可靠的解决方案。图 2 以电力电子器件为重点进行了深入的剖析。
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图2：“重型车辆”应用概述
经过十年来的电池技术发展，车辆电池成为了一个可行的解决方案，甚至对于电动重型车辆亦然。在过去十年中，每度电的价格已经下降了大约88%[3]。由于业界开发新的材料和生产工艺，以及制造能力不断增加，预计电价还将会进一步下降。同时，电池的能量密度持续增加，媒体不断报道有关技术突破的新闻。
电池可支持的充电循环次数是决定性参数，这代表着电池的使用寿命，因而非常重要。先前的凝胶式铅酸电池技术可提供几百次充电循环，而现代的锂电子电池则可以达到几千次充电循环。全球范围的电池制造商都在努力实现进一步的改善，并且已经公布了可实现超过10,000次循环和高达1 kWh/kg能量密度技术[4]。
所有这些因素使得车辆电池方案变得越来越有吸引力，甚至对于长距离车辆运营亦如此。接下来的挑战是在合理时间内为车辆充电，而所谓的合理与否，很大程度上取决于车辆的使用情况。
对于作为当地载客工具的客运公交车，最常见的选择是在轮班或夜间的休息时间停靠在车站里充电。在这种情形下，合理时间是指公交车闲置在停靠站中的几个小时。另一个选择则是在专门的充电站点进行充电。由于只有几分钟的时间，需要更高的充电功率才能向电池注入足够的能量。由于可在几个站点进行充电，可以考虑与在停靠站充电的方式相结合。
对于用于物流运营的卡车，就无法容忍花费几个小时充电的暂停作业。在这种情况下，必须在休息时间进行充电，而休息时间是驾驶员必须遵守的法律规定。未来没有驾驶员的自动驾驶卡车，甚至不需要休息。最理想的选择是在技术上实现最短时间充电。
因此，需要将支持这类车辆运营的基础设施视为价值链的一部分。
2. 电动化交通运输价值链
从可再生能源系统的发电到电解、传动系统、充电器和较小的车载应用，在交通运输价值链上可以找到功率范围从几瓦到几兆瓦的设计。
图3是相互连接部件的示意图。
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图3：用于从发电到电能消耗各阶段的
Littelfuse功率半导体产品
所有这些应用均需要使用高效和可靠的电子子系统。在这个严苛的环境中，控制、保护、传感器和电力电子器件无所不在，以安全高效地处理能量传输。如图所示，Littelfuse产品可以用于使用可靠的元器件来构建、运营和维护电动化交通运输环境。
3. 能量存储
对于为移动应用设备供电，现有三种主要的储存电能方法，每种方法各有其优缺点。
1. 在电场中使用电容器直接能量储存。电容器能够以非常高的速率进行充电和放电，从而提供极高的功率密度。除此之外，电容器不会像电池那样受到充电的影响，可以轻松实现数百万次充电循环。根据公式EC=1/2 C·U2，储存能量由电容器的容量和允许电压而定义。在技术方面，高电压的电容器只有低电容量，反之亦然。由于电容器以kWh/dm³为单位测量的能量密度低于电池，因而可以结合电容器与电池以提供高峰值功率，而电池充当主要的储能装置。
2. 在化学方面，能量储存在电池中。对于给定的电池化学，充放电能力受到化学过程的限制。现代的锂离子电池每公斤可以储存多达0.2到0.3kWh电能，这在目前的大多数应用中受到欢迎。在循环稳定性方面，目前采用的化学物质可以实现几千次充放电循环。
3. 从化学过程中获取作为能量载体的氢气，并在第二步中进行纯化。通过电解将水分离成氧气和氢气，提供了使用可再生能源来支持过程的方法。在所谓的燃料电池中，氢气和氧气会依次反应并产生电能。今天大多数可用的氢气是使用蒸汽重组器从石油和天然气中提取出来的。
4. 车辆与传动系统
如图4框图所示，重型车辆的传动系统在技术上与电动客用车的并没有太大的区别。
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图4：电池电动车辆的简化框图
重型车辆与客用车相比具有两项主要的区别。重型车辆的连续功率输出水平超过了客用车，在使用寿命方面也是同样。通常情况下，如果客用车的使用寿命是6000至8000个工作小时，那么卡车和公交车的使用寿命应该是它们的10倍之多。
尽管如此，商用车使用的电机大多数为永磁同步电机，由二级逆变器控制，如图5所示。
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图5：电动车辆传动系统的典型动力部分
图6所示是将氢气和氧气转化为水、热能和电能的燃料电池作为电源的扩展框图。大储槽中装有氢气，仍然需要电池在加速期间提供峰值功率，并在恢复期间储存能量。
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图6： 使用燃料电池的电动
车辆传动系统框图
除此之外，在构成燃料电池和电池之间接口的DC-DC转换器中，还需要更多的电子电力器件。
燃料电池传动系统固有的重要部件是压缩机，压缩机驱动强烈的气流进入燃料电池中，这些空气中含有平衡氢气和氧气所需要的氧气。
通过仔细研究燃料电池，可以了解到压缩机方面的挑战。图7是使用氢气进行能源转换所使用部件示意图。
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图7：燃料电池能量转换系统
根据燃料电池内需要的气体平衡，可以估算实现150 kW连续运作所需的气流：
● 1 kg H2 和8 kg O2生成大约20 kWh电能
● 每小时需要7.5 kg H2 + 60 kg O2
● 1 m²空气重量为1.2 kg，含有0.24 kg氧气
由此可见，每小时必须向燃料电池提供250 m³大气空气。由于燃料电池的负载可能变化得非常快，压缩机需要具备快速启动能力，这往往需要在几分之一秒内从零加速到100%速度。由于这些要求，驱动压缩机之逆变器的额定功率通常为20-40 kW。
如要真正将基于燃料电池的车辆作为一项绿色技术，就必须使用可再生能源来制造氢气。从石油或天然气中提取氢气是一个技术选项，但这种所谓的“黑氢”(black hydrogen)会出现副产品，也就是导致大量二氧化碳产生。
目前，业界正在考虑将风能和太阳能等可再生能源的电力与电解运作相结合，从而将水分离成氢气和氧气。特别地，如果用于消耗多余的电力，这种做法是支持电网稳定性以及生成氢气作为副产品的很好选项。世界各国纷纷制订计划，要将氢气作为减少温室气体排放的基石技术。
电解是直流电流驱动的应用。单个电解槽的正向电压低于2V，但在工业制氢中可能需要数千安培电流量。图8中的B12C拓朴结构是最普遍的兆瓦（MW）级整流方案。
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图8：带有B12C的整流器拓朴结构，也称为B6C-2P
十二脉冲B12C拓朴结构，也可以视为两个B6C结构的并联，称为B6C-2P。即使没有平滑和滤波，也可以在直流侧实现非常低的电压波纹。单级AC-DC能量转换也可以实现出色的效率。
使用的相关电子电力器件是采用压接封装的晶闸管或 IGBT器件，通常安装在所谓的器件堆栈中。IGBT的额定电流高达4500 A，晶闸管甚至超过8000 A。这些器件可以轻易满足高电流要求。此外，压接封装的短路故障(short-on-fail)特性带来了更好的可靠性和系统可用性。
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